计算机组成原理实验报告5.doc.docVIP

计算机组成原理实验5 【实验环境】 1. Windows 2000 或 Windows XP 2. QuartusII9.1 sp2、DE2-115计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。 【实验目的】 1、熟悉VHDL语言的编写。 2、验证计数器的计数功能。 【实验要求】 本实验要求设计一个4位二进制计数器。要求在时钟脉冲的作用下，完成计数功能，能在输出端看到0-9，A-F的数据显示。（其次要求下载到实验版实现显示） 【实验原理】 名词解释 1.计算机系统：由硬件和软件两大部分组成，有多种层次结构。 2.主机：CPU、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机。 3.主存：用于存放正在访问的信息 4.辅存：用于存放暂时不用的信息。 5.高速缓存：用于存放正在访问信息的付本。 6.中央处理器：是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。 7.硬件：是指计算机实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成。 软件：指看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。 8.系统软件：又称系统程序，主要用来管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合理调度，高效运行。 应用软件：又称应用程序，它是用户根据任务需要所编制的各种程序。 9.源程序：通常由用户用各种编程语言编写的程序。 目的程序：由计算机将其翻译机器能识别的机器语言程序。 10.总线：是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 11.系统总线：是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。 通信总线：是指用于计算机系统之间或者计算机系统与其他系统（如控制仪表、移动通信）之间的通信的线路。 按传送方式分并行和串行。串行通信是指数据在单条1位宽的传输线上，一位一位的按顺序分时传送。并行通信是指数据在多条并行1位宽的传输线上，同时由源传送到目的地。 12.带宽：单位时间内可以传送的最大的信息量。 13.机器字长：是指CPU一次并行处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 14.主存容量：是指主存中存放二进制代码的总位数。 15.机器数：符号位数字化，0代表正数，1代表负数。 16.定点数：小数点固定在某一位位置的数。 17.浮点数：小数点的位置可以浮动的数。 18.补码：带符号数据表示方法之一，正数的反码和原码相同，负数的反码是将二进制按位取反后在最低位再加1. 19.溢出：在计算机中，超出机器字长，发生错误的结果。 20.非编码键盘：采用软件判断键是否按下及设键、译键、计算键值的方法的键盘。 21.A/D转换器：它能将模拟量转换成数字量，是计算机的输入设备。 22.I/O接口：指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及器相应的软件控制。 23.端口：指接口电路中的一些寄存器，用来存放数据信息、控制信息和状态信息。 24.中断：计算机在执行程序的过程中，当出现异常情况或特殊请求时，计算机停止现行程序的运行转向对这些异常情况或特殊请求处理，处理结束后再返回到现行程序的间断处，继续执行源程序。 25.中断源：凡能向CPU提出中断请求的各种因素统称为中断源。 26.中断嵌套：计算机在处理中断的过程中，有可能出现新的中断请求，此时CPU暂停现行中断服务程序，转向新的中断请求，这种现象称为中断嵌套。 27.优先级：为使系统能及时响应并处理发生的所有中断，系统根据引起中断事件的重要性和紧迫程度，硬件将中断源分为若干个级别。 28.DMA方式：用硬件在主存与外设之间直接进行数据传送，不须CPU，用软件控制。 29.指令系统：将全部机器指令的集合称为机器的指令系统。 30.寻址方式：是指确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法，它与硬件结构紧密相关，而且直接影响指令格式和指令功能。 31.指令周期：完成一条指令的时间，由若干机器周期组成。 机器周期：完成摸个独立操作，由若干时钟周期组成。 时钟周期：最基本时间单位，由主频决定。 32.微操作：在微程序控制器中，执行部件接受微指令后所进行的最基本的操作。 33.微指令：控制器存储的控制代码，分为操作控制部分和顺序控制部分，由微命令组成。 34.微程序：存储在控制存储器中的完成指令功能的程序，由微指令组成。 35.控制存储器：CPU内用于存放实现指令系统全部指令的微程序的只读存储器。 二、计算 3.14. 设总线的时钟频率为8MHZ，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？ 解：由于：f=8MHz,T=1/f=1/8M秒，因为一个总线周期等于一个时钟周期 所以：总线带宽=16/（1/8M） = 128Mbps=16MBps 3.15. 在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHZ，假设